莫依燦，鐘偉俊，何 湛，趙文紅，2 *，黃敏欣，白衛(wèi)東，2

（1.仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院輕工食品學(xué)院，廣東 廣州 510225；2.廣東省嶺南特色食品工程中心，廣東 廣州 510225）

黃酒是世界上最古老的酒類之一，源于中國紹興，與啤酒、葡萄酒并稱世界三大古酒。約在三千多年前，商周時代中國人獨創(chuàng)酒曲復(fù)式發(fā)酵法，開始大量釀制黃酒[1]。傳統(tǒng)型黃酒是以稻米、小米、玉米、黍米、小麥等為主要原料，經(jīng)蒸煮、加曲、糖化、發(fā)酵、壓榨、過濾、煎酒（除菌）、貯存、勾兌而成的酒[2]。黃酒的營養(yǎng)價值豐富，傳統(tǒng)的工藝使黃酒不僅保持了大米原有的營養(yǎng)，而且將其內(nèi)在的營養(yǎng)全面呈現(xiàn)在酒液中。

黃酒在釀造過程中添加的曲有紅曲、麥曲、酒藥，這三種酒曲中含有多種微生物，且在黃酒釀造過程中微生物種類和數(shù)量變化不斷。乳酸菌在黃酒的釀造過程中無處不在，由最初的浸米過程中的產(chǎn)生，到隨著酒曲的接入以及釀造過程中隨著黃酒發(fā)酵條件變化而產(chǎn)生，這些環(huán)節(jié)都少不了乳酸菌的作用。本文主要對乳酸菌在黃酒釀造過程中的作用與因此引起的問題進行闡述，并對如何改善由乳酸菌引起的問題提出了見解，期望能為深入研究黃酒中的乳酸菌提供理論基礎(chǔ)。

1 乳酸菌的簡介

乳酸菌是一種用代謝產(chǎn)物來命名的微生物，它是把碳水化合物（主要指葡萄糖）發(fā)酵成乳酸的一類菌群的統(tǒng)稱，目前發(fā)現(xiàn)的乳酸菌就有50種[3]。乳酸菌歸類于乳酸菌科，這些細菌形態(tài)上差異頗大，既有長桿狀或短桿狀的，又有圓形的；所有種類都是革蘭陽性菌，不形成芽孢，大多不會運動，都屬于專性發(fā)酵菌。乳酸菌能夠在空氣或氧氣下生長，雖然它們是厭氧菌，但具有一定的耐氧能力[4]。乳酸菌的發(fā)酵方式有兩種：其一為同型發(fā)酵，即在發(fā)酵過程中的產(chǎn)物只有乳酸；其二為異型發(fā)酵，乳酸菌的異型發(fā)酵的產(chǎn)物除了乳酸以外，還有乙酸、乙醇、二氧化碳。在乳酸菌的發(fā)酵類型中，進行同型發(fā)酵的菌種有酪乳桿菌、德氏桿菌、鏈球菌、保加利亞桿菌等；進行異型發(fā)酵的則以短乳桿菌、番茄乳桿菌、腸膜狀明珠菌為代表。

近年來，對運用到食品當中的微生物的安全性要求越來越高，而乳酸菌在食品運用中具有一定的安全性。有研究提及，亞硝酸鹽是對人體有害的物質(zhì)，是由硝酸鹽還原而來。在常見的乳酸菌代謝過程中不分泌合成細胞色素氧化酶，故在有乳酸菌存在的發(fā)酵產(chǎn)業(yè)過程中將硝酸鹽還原成亞硝酸鹽的幾率很少，這在很大程度上避免了亞硝酸鹽對人體的危害[5-7]。由此可見，對黃酒中乳酸菌的進一步研究，確定其安全性有深刻的意義。

2 乳酸菌的生理保健功能

乳酸菌的發(fā)酵產(chǎn)物可以促進身體對金屬元素的吸收。它的發(fā)酵產(chǎn)物以乳酸為主，乳酸可以提高金屬元素鈣、磷、鐵的利用率，促進維生素D的吸收。乳糖分解產(chǎn)生的半乳糖是構(gòu)成腦神經(jīng)系統(tǒng)中腦磷脂的成分，與嬰兒出生后腦的迅速生長有密切關(guān)系。

乳酸菌在消化系統(tǒng)中起到調(diào)節(jié)的作用。它在人體的消化系統(tǒng)中廣泛分布，通過產(chǎn)酸、過氧化氫、酶類、細菌素、合成維生素（B族維生素、維生素K）、分解膽鹽來改善胃腸功能[8]。此外，乳酸菌還通過自身與其代謝產(chǎn)物和其他細菌間的相互作用來調(diào)整菌群之間的關(guān)系，維持和保證菌群最佳優(yōu)勢組合及這種組合的穩(wěn)定性[9]。

乳酸菌在抗腫瘤與提升免疫力方面也有著一定的作用[10]。其中的作用機理如下：降解或吸附致癌物，一些乳酸菌細胞組成成分特別是完整細胞壁肽聚糖具有抗腫瘤作用[12]，胞外多糖具有抗腫瘤的生物活性[13]；改善腸道菌群，阻止腸內(nèi)致癌物形成；增強宿主免疫系統(tǒng)；產(chǎn)生抗突變的物質(zhì)；改變腸道的生理生化環(huán)境，乳酸菌在腸道內(nèi)分泌的乳酸可以對大腸桿菌起到抑制的作用[14-16]；影響宿主的生理機能，不過完全的機理還在研究階段。

有研究表明，乳酸菌具有較高的降低膽固醇的作用，適量服用乳酸菌及乳酸菌發(fā)酵產(chǎn)品可以有效降低血液膽固醇的含量，從而減少心血管疾病的發(fā)生率[17]。

國內(nèi)外許多科學(xué)家紛紛認為乳酸菌與長壽有著密切的聯(lián)系。俄國生物學(xué)家梅契尼可夫被譽為乳酸菌之父，他在保加利亞旅游時發(fā)現(xiàn)了當?shù)卦S多超過百歲的長壽老人并且在研究了他們的飲食習(xí)慣之后發(fā)現(xiàn)，他們每天都有飲用“酸乳”的習(xí)慣，后經(jīng)研究證實，飲用酸乳有助于延年益壽，其關(guān)鍵則是產(chǎn)生酸乳的乳酸菌[10]。有研究者發(fā)現(xiàn)，我國廣西巴馬縣的百歲長壽老人體內(nèi)的雙歧桿菌的量幾乎與中國年輕人體內(nèi)的數(shù)量相等[11]。

乳酸菌的保健功能不勝枚舉，黃酒中亦存在大量的乳酸菌，這給黃酒增添了一個養(yǎng)身保健的來源。

3 乳酸菌在黃酒中的作用

欒同青等[18]利用應(yīng)用變性梯度凝膠電泳（denaturing gradient gel electrophoresis，DGGE）技術(shù)對黃酒釀造過程細菌群落的結(jié)構(gòu)變化進行分析研究，測序結(jié)果顯示，存在于黃酒釀造過程中的細菌主要有乳桿菌、葡萄球菌、糖多孢菌、腸桿菌、布丘氏菌等種類。

馮浩等[19]利用選擇性培養(yǎng)基和MRS培養(yǎng)基對黃酒中的乳酸菌進行分離，通過對分離出的菌種進行形態(tài)學(xué)特征鑒定、生理生化特征鑒定、分子生物學(xué)鑒定以及生物學(xué)特性研究，包括產(chǎn)乳酸能力測定、耐酸性測定、耐鹽性測定，最終確定了黃酒中的乳酸菌分別為植物乳桿菌和希氏乳桿菌。

黃酒的種類和制作方法的不同使得黃酒中乳酸菌的種屬存在諸多差異，而乳酸菌在黃酒釀造中的作用不可忽視，故乳酸菌在不同黃酒釀造工藝中對整個黃酒的發(fā)酵過程起到的具體作用值得深入研究。

3.1 浸米過程中乳酸菌的作用

在黃酒釀造中，浸米是一個重要環(huán)節(jié)，在浸泡過程中主要的變化是大米吸水膨脹、主成分的分解、大米及漿水酸度的變化等[20]。大米在吸水膨脹的同時，其營養(yǎng)物質(zhì)也逐漸流失到浸米漿水中，這樣就促進了微生物的生長繁殖。

浸米漿水中主要的微生物就是乳酸菌，其中乳酸球菌的數(shù)量隨著浸米時間的增加而減少，而乳酸桿菌的數(shù)量則不斷增加，在浸米這一流程結(jié)束時乳酸桿菌便占了主導(dǎo)地位。乳酸菌的主要代謝產(chǎn)物是有機酸，有機酸使大米酸化，達到一定酸度，這一酸度直接關(guān)系到成品黃酒的品質(zhì)與風味[20]。薛潔等[21]曾將浸米漿水添加入黃酒釀造流程中的淋飯環(huán)節(jié)，從而提升了成品黃酒的風味；陳堅剛[22]曾用將從浸米漿水中分離出來的乳酸菌接種到浸米水中，并進行厭氧發(fā)酵，這樣加快了大米的酸化程度，也在一定程度上減少了大米在浸泡過程中的營養(yǎng)流失。

3.2 發(fā)酵過程中乳酸菌的作用

3.2.1 調(diào)節(jié)發(fā)酵酒醪的微生態(tài)環(huán)境

由于經(jīng)過蒸飯流程的操作，在黃酒釀造初期乳酸菌的來源僅限于曲，而曲中乳酸菌含量較少。毛青鐘[23]對黃酒發(fā)酵過程的乳酸含量檢測發(fā)現(xiàn)，發(fā)酵初期的乳酸含量很小，推測該部分乳酸是由于黃酒開放式發(fā)酵過程中從空氣中以及曲中接入的霉菌產(chǎn)生，而隨著發(fā)酵的進行，后期檢測到成品黃酒中總?cè)樗幔? 400 mg/L，在后期的黃酒微生物分離實驗中證明，黃酒發(fā)酵后期的乳酸大部分是由乳酸菌產(chǎn)生。

乳酸菌產(chǎn)酸（如乙酸、丙酸、乳酸等），酸對有害菌起抑制作用。一般細菌生長的最適pH值為6～7，若低于該值細菌的生長速率將大大降低或不生長甚至死亡[24]。乳酸菌的存在使發(fā)酵酒醪的pH值下降，乳酸桿菌在pH值3.3～3.5能生長、發(fā)酵，最低可達pH值2.0能存活，在此條件下抑制了其他許多雜菌的生長，使得酵母能在一個穩(wěn)定的條件下進行發(fā)酵，也使自身產(chǎn)生了更多乳酸。

乳酸菌素是由乳酸菌產(chǎn)生的一種具有活性的多肽或蛋白質(zhì)物質(zhì)，大部分細菌素對近緣關(guān)系的細菌有抑制作用，少數(shù)細菌素抑菌譜很廣[18-19]。乳酸菌素普遍呈現(xiàn)不可逆的殺菌作用方式[27]，故乳酸菌在黃酒發(fā)酵過程中分泌的乳酸菌素為酵母菌的發(fā)酵提供了一個相對干凈的發(fā)酵環(huán)境。

3.2.2 輔助酵母菌發(fā)酵

大量乳酸菌的存在除了能抑制雜菌的代謝活動外，在其生長過程中也一定程度上對酵母菌的發(fā)酵起到了輔助作用。有些乳酸菌自溶能產(chǎn)生活性成分和酸性多糖磷酸質(zhì)，具有促進米飯的溶解、液化和糖化的作用[28]，在一定程度上提高了酵母菌對淀粉的利用率。

在乳酸菌常見的幾屬乳酸菌的生長溫度特點：乳桿菌屬的生長溫度范圍為2～53 ℃，雙歧桿菌屬的生長溫度范圍為25～45 ℃，明串珠菌屬的生長溫度范圍為5～30 ℃，片球菌屬的最適生長溫度為25～40 ℃，鏈球菌屬的生長溫度范圍是25～45 ℃，腸球菌屬的的生長溫度范圍是10～45 ℃，乳球菌屬的最適生長溫度為30 ℃，以上菌屬的最適生長溫度范圍在30～37 ℃。黃酒的整個發(fā)酵溫度范圍在25～31 ℃，符合乳酸菌的生長溫度?？梢?，乳酸菌的適宜生長溫度雖然接近，但在一定的溫度區(qū)間內(nèi)仍會有不同的乳酸菌生長。

在黃酒的前發(fā)酵期間的溫度較高，此期間主要是高溫乳酸菌的生長和繁殖，后發(fā)酵的溫度一般控制在25 ℃左右，這時的乳酸菌種屬則以低溫乳酸菌為主。在后發(fā)酵時期，高溫乳酸菌的細胞內(nèi)產(chǎn)生的N-乙?；?溶菌酶對其細胞壁的細胞壁多糖起作用，使得更多基質(zhì)分子插入其中，這樣使得細胞壁出現(xiàn)局部的大孔洞，此時細胞已失去了原有的形態(tài)，這樣的現(xiàn)象只存在于其細胞壁上，對于細胞內(nèi)的水解酶沒有影響，當細胞降解后包內(nèi)酶自然而然地釋放到基質(zhì)中繼續(xù)發(fā)揮其的生物活性，這一過程便是乳酸菌的自溶現(xiàn)象[5]，自溶后的乳酸菌為酵母菌的代謝提供的豐富的營養(yǎng)物質(zhì)。

發(fā)酵工業(yè)中加入防腐劑（如各類制酒工業(yè)用的是80%左右的乳酸）的目的是控制pH值和提高發(fā)酵的純度，作滅菌劑以防止雜菌繁殖，促進酵母菌發(fā)育[29]。在黃酒中的乳酸由乳酸菌產(chǎn)生，這就使黃酒發(fā)酵對有害菌有了天然的屏障。

3.2.3 黃酒風味物質(zhì)的主要代謝菌

馮愛軍[30]對客家黃酒中的有機酸進行檢測發(fā)現(xiàn)，客家黃酒中的有機酸中的主要種類有丙酸、乙酸、琥珀酸、檸檬酸、酒石酸5種，這些種類的有機酸占總有機酸含量的90%以上，而對客家黃酒的香氣起到主要貢獻作用的是乙酸、苯乙醇、異戊醇和乙酸乙酯，對這些成分進行進一步分析發(fā)現(xiàn)，乙酸、苯乙醇、異戊醇占客家黃酒的香氣成分的比例已經(jīng)超過了50%。有調(diào)查顯示，各類黃酒中乳酸的含量都超過總酸的60%。乳酸菌的代謝產(chǎn)物主要是乳酸，乳酸在黃酒發(fā)酵過程中還可以生成多種以乳酸為底物的多種微量有機酸，如丙酸、丁酸等，這些有機酸常常和醋酸等可與酵母產(chǎn)生的醇類酯化，形成酯類香味物質(zhì)。

另外，乳酸無氣味，具有吸濕性，能與水、乙醇混溶，與其他某些典型的具有強烈刺激性口感的酸味劑相比，乳酸具有柔和的酸味，不掩蓋食品中其他柔和的芳香味[31]，它的存在使得黃酒的品質(zhì)柔和醇厚。乳酸讓黃酒擁有了良好的風味，在與其他有機酸混合后對酒的口味起到了調(diào)和的作用，降低了乙醇造成的辛辣感。

4 乳酸菌在黃酒發(fā)酵中引起的問題

4.1 氨基甲酸乙酯

氨基甲酸乙酯（ethyl carbonate，EC）又稱尿烷，是可疑人類致癌物，在食品中有存在，且多在發(fā)酵食品中存在，酒類是其中之一。它的主要前體物質(zhì)分別是由酵母代謝產(chǎn)生的尿素以及由乳酸菌通過精氨酸脫亞胺酶（arginine deiminase，ADI）途徑代謝產(chǎn)生的瓜氨酸[32]。

4.2 生物胺

生物胺是生物體內(nèi)產(chǎn)生的一類低相對分子質(zhì)量含氮有機化合物的總稱。因生長所需，生物體內(nèi)會通過代謝產(chǎn)生少量的生物胺，并且在細胞內(nèi)有著重要的生理功能。發(fā)酵食品（如奶酪、葡萄酒、啤酒、米酒、發(fā)酵香腸、調(diào)味品、水產(chǎn)品及肉類產(chǎn)品等）是生物胺存在較多的一類食品，當人體過多地攝入生物胺，尤其是同時攝入多種類的生物胺后會引起頭痛、頭痛、惡心、心悸、血壓變化、呼吸紊亂等過敏反應(yīng)，嚴重的還會危及生命[33]。

在酒生產(chǎn)過程中，乳酸菌分泌的氨基酸脫羧酶作用于氨基酸會產(chǎn)生生物胺[34]，值得一提的是，黃酒中的生物胺含量遠遠大于葡萄酒與啤酒。欒同青[35]認為黃酒中生物胺的含量多的原因之一在于黃酒中的游離氨基酸含量比另外兩種酒多，這為乳酸菌釋放出的活性很強的脫羧酶提供了大量底物?？梢姡S酒中的生物胺存在也是值得注意的一種物質(zhì)。

4.3 酸敗

在黃酒發(fā)酵的過程中，當各種微生物的量保持在一定的平衡時是會起到相互協(xié)同的作用，但當其中一種微生物過多，便會對其他的微生物起到抑制的作用。當黃酒發(fā)酵過程中的污染乳酸菌過多繁殖則會與酵母菌爭奪糖資源。

到了發(fā)酵后期，酵母菌的活力逐漸減弱，此時乳酸菌的生長仍保持一定水平，如果不及時進行榨酒就會出現(xiàn)酸敗現(xiàn)象，從而影響了成品黃酒的品質(zhì)。

5 結(jié)束語

乳酸菌在黃酒的發(fā)酵過程中其到了很大的作用，并且乳酸菌是黃酒發(fā)酵過程中不可或缺的微生物。目前對客家黃酒的乳酸菌的研究尚淺，特別是乳酸菌與酵母菌的相互作用、乳酸菌的種屬確定、自身的代謝等都有待進一步探索，并爭取將由乳酸菌引起的危害降到最低。

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